Рис. 10.6
h *= i-L — iA, напряжение на диоде нарастает, изображающая точка скачком переходит в положение В.
Аналогичным образом можно рассмотреть процесс опроки дывания при флюктуационном уменьшении напряжения на диоде.
Чем меньше величина ин дуктивности, тем значитель нее изменение тока il во вре мя опрокидывания.
При некотором значении ин дуктивности опрокидывания не происходит. Можно показать, что для опрокидывания должно
L
выполняться условие -ß > г дцСд.
К
В импульсных устройствах это неравенство усиливают,
выбирая g- > Гдп Сд.
Применение индуктивности увеличивает скорость опроки дывания, поэтому обычно в регенеративных импульсных уст ройствах на туннельных диодах включают индуктивность независимо от выбранного режима работы.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ |
|
1. Показать, |
что в режиме 1 точка В |
является устойчивой. |
2. Показать, |
что при отрицательном |
флюктуационном вы |
бросе изображающая точка придет в состояние А (режим 2).
§ 10.3. ТРИГГЕР НА ТУННЕЛЬНОМ ДИОДЕ
Для получения триггера нагрузочная характеристика должна пересекать все три ветви характеристики диода. Схе ма триггера изображена на рис. 10.7, временные диаграммы — на рис. 10.8. Как уже было выяснено в § 10.2, в этом случае мо гут быть два устойчивых состояния равновесия — в точках А или В. Предположим, что в схеме установилось состояние, оп
ределяемое точкой А. При этом напряжение на выходе ивых^=> = U а и через диод протекает ток іл—к = ІА- Для перевода триггера во второе устойчивое состояние равновесия (точку В) на вход схемы подается прямоугольный импульс UBU (момент
?і).
+ Е
Как правило, генераторы запуска являются высокоомными
|
|
|
|
(сопротивление |
генератора |
Rr значительно превосходит все |
сопротивления |
триггера), |
поэтому можно приближенно |
полагать /,ВХ1 |
и в |
т. е. импульс входного тока повторяет |
Rr |
форму входного напряжения |
(поэтому такой генератор часто |
изображают генератором тока). Так как длительность входно
го импульса мала, можно полагать, |
что ток через индуктив |
ность к — іа не меняется и суммарный ток во время подачи |
входного импульса h\ = іа + кп- |
Д ля опрокидывания триг |
гера необходимо, чтобы суммарный ток на некоторую величи
ну А/ был больше пикового тока |
Ім■ В этом случае емкость |
Сд заряжается, причем ток заряда |
і3= hi — ід. |
На участке Uа — Un ток емкости возрастает и в триггере происходит регенеративный процесс, а на участке Un — U х ток заряда уменьшается и в триггере идет процесс установле ния устойчивого состояния равновесия (интервал t\—1%). Про цесс нарастания напряжения заканчивается в точке 1, в кото рой к = !а - П о окончании входного импульса через диод протекает только ток к —іа , и изображающая точка скач-
ком переходит в положение квазиустойчивого состояния рав новесия 2.
После этого ток через индуктивность и диод по экспоненте
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уменьшается до перехода изображающей точки |
в состояние |
устойчивого |
равновесия |
В. |
Опрокидывание |
триггера |
из состояния |
В |
и в состояние |
Л |
совершается |
аналогич |
ным образом |
при подаче отрицательного |
входного импульса. |
Расчетные соотношения |
|
|
|
|
|
|
1. Длительность фронта. |
Для |
определения длительности |
фронта |
построим в крупном масштабе |
временную диа |
грамму тока заряда емкости |
Сд (рис. |
10.9), |
используя харак |
теристику диода |
(рис. 10.8). Чем больше ток заряда, тем бы |
стрее нарастает |
выходное напряжение. |
Поэтому на участке |
Uа — U N скорость нарастания напряжения |
уменьшается, на |
участке U M |
— U |
N — увеличивается и на участке |
U n — £/, — |
снова уменьшается. Максимальной величины скорость нарас тания достигает в точке N, в которой ток заряда максимален Ізт — /м -г- А/ — /,ѵ. Так как ток заряда изменяется по слож ному закону, то точное определение длительности фронта мож но сделать только графоаналитическим методом.
Простая формула для определения длительности фронта может быть получена при следующих достаточно хорошо вы
полняющихся допущениях: |
напряжения |
на |
участке |
1) |
длительность |
t\ нарастания |
Uа — Un невелика и ею можно пренебречь; |
можно |
полагать |
2) |
величина А/ |
мала и приближенно |
А/ = |
0; |
|
|
|
|
|
3) |
изменение тока заряда можно считать линейным. |
При этих допущениях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 10. 1) |
Величина максимального тока заряда |
/ зт |
/ м — I n - |
|
Из уравнения (10.1) получим формулу |
для |
расчета дли |
тельности фронта нарастания выходного напряжения: |
|
( 10. 2)
так как
i / o » Um ; Ім » In -
Аналогично может быть рассчитан фронт спада t~:
Так как UD > UN, то t~ < t+ .
2. Длительность восстановления исходного состояния. Дли тельность времени восстановления определяется временем установления стационарного режима в индуктивности L:
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Поясните процесс опрокидывания триггера из точки В в точку А.
2.Выведите формулу для ££ .
§10.4 ЖДУЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР НА ТУННЕЛЬНОМ ДИОДЕ
Схема ждущего мультивибратора (рис. 10.10) не от личается от триггера, но используется режим с одним устойчи вым состоянием равновесия (нагрузочная характеристика пе ресекает характеристику диода в одной точке па ветви / или
///).
Временные |
диаграммы |
напряжений |
изображены на |
рис. 10.11. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пусть |
нагрузочная |
характеристика |
выбрана |
таким |
образом, |
что |
она |
пересекает |
характеристику |
диода |
на ветви / |
в точке А. Эта точка |
является |
точкой |
устойчиво |
го равновесия мультивибратора. |
|
А |
|
|
|
При подаче на вход импульса |
U0K (момент /,) |
появляется |
тек /вх ^ |
^ х-. |
Для запуска необходимо выполнение условия |
|
/\ I- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д = Дх |
Iк |
Iм ■ |
|
|
|
Переброс изображающей точки на ветвь /// (интервал tx—Д) происходит совершенно аналогично запуску триггера (§ 10.3). После окончания входного импульса изображающая точка
